专利名称:冷凝式径向热管锅炉的制作方法
技术领域:
本发明所述的技术方案属于水加热器领域,具体的讲,是属于带有围绕一个或数个燃烧室的水套筒的水加热器领域,依据国际专利分类法,属于F24H1/24。
背景技术:
现有热管锅炉,如我国专利号为ZL200820005556. X,名称《燃油(气)卧式常压超导热管热水节能环保锅炉》,锅筒内设燃烧仓和换热仓。燃烧仓入口与炉体一侧连接,用于外接燃烧器;燃烧仓末端与换热仓前端吻接,换热仓末端与炉体另一侧连接,用于外接烟囱。利用螺旋涡喷技术使燃料的能量充分释放,同时利用超导热管技术将已释放能量最大限度地吸收。其不足之处I、采用轴向热管,相对径向热管,工质蒸发面小,蒸发面到冷凝面路径长,传热密度小,传热效率低。2、采用许多个轴向热管与烟道焊接,难保全部焊缝高质量。3、热管工作过程中会产生少量的不凝气体,聚集在轴向热管上端,由于是小圆长管,对不凝气体聚集很敏感,使冷凝面缩小,换热量衰减较快。4、大量小轴向热管埋在炉水中,检查维护非常困难。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足,采用了组合式径向热管组成的烟气与热水换热系统、径向热管组成的烟气与进炉空气换热系统,充分发挥了径向热管换热迅速、闻效、结构紧凑的特点,大幅提闻了锅炉效率,节省了占地面积。本实用新型的目的是这样实现的本冷凝式径向热管锅炉,包括径向热管锅炉本体、电控柜、真空泵,它们之间通过电缆和导线连接。径向热管锅炉本体,包括燃烧机、锅炉前盖、组合式径向热管、隔热筒、空气预热径向热管、锅炉外筒、锅炉后盖。电控柜通过电缆和导线与燃烧机、真空泵和径向热管锅炉本体各控制点传感器相联。燃烧机通过法兰和螺栓固定在锅炉前盖上,锅炉前盖和锅炉后盖均通过螺栓分别固定在组合式径向热管的前后盖联接板片上,组合式径向热管与隔热筒、空气预热径向热管、锅炉外筒之间均由螺旋翅片定位和支撑,金属软管的一端通过法兰和螺栓与空气出口相联,另一端通过法兰和螺栓与燃烧机相联。锅炉前盖包括前盖外壁、隔热层、前盖内壁、前盖外周边;锅炉前盖里面填装隔热层,锅炉前盖外面由前盖外壁、前盖内壁、前盖外周边焊接联接。组合式径向热管包括外热管外筒、外热管内筒、内热管外筒、内热管内筒、热管前盖板、热管前环形盖板、热管前内筒盖板、热管后盖板、热管后环形盖板、热管后内筒盖板、组合式径向热管抽真空接嘴、真空阀门、出水管接嘴、进水管接嘴、烟道出口、组合式径向热管螺旋翅片、前后盖联接板片、热水折流板、A工质;外热管外筒、外热管内筒和内热管外筒、内热管内筒环形空间和两端空间下半部充注A工质,其中组合式径向热管抽真空接嘴与真空阀门之间为螺纹联接,冷凝水接嘴与冷凝水阀门之间为螺纹联接,其余构件之间为焊接联接。隔热筒包括外筒、隔热层、内筒、隔热筒螺旋翅片、前环形盖板、后环行盖板、烟气出口,隔热筒里面填装隔热层,其余构件之间为焊接联接。空气预热径向热管包括热管外筒、热管内筒、空气预热热管抽真空接嘴、真空阀门、空气预热径向热管外螺旋翅片、冷凝水接嘴、冷凝水阀门、烟气出口、空气预热径向热管内螺旋翅片、前盖板、后盖板、B工质;热管外筒和热管内筒之间下半部充注B工质,其中空气预热热管抽真空接嘴与真空阀门之间为螺纹联接,冷凝水接嘴与冷凝水阀门之间为螺纹联接,其余构件之间为焊接联接。锅炉外筒包括锅炉外筒壁、空气进口、空气出口、金属软管,金属软管通过法兰、螺栓与空气出口联接,其余构件之间为焊接联接。 锅炉后盖包括后盖外壁、隔热层、后盖内壁、后盖外周边,锅炉后盖内装填隔热层,外面由后盖外壁、后盖内壁、后盖外周边焊接联接。本冷凝式径向热管锅炉有以下特点I、径向热管传热速度快,热流密度大,换热效率高,体积小。2、专设空气预热径向热管,充分吸收烟气显热和冷凝余热,大幅提高锅炉效率。3、径向热管锅炉与真空锅炉相似,承压水不直接与高温烟气接触,为常压锅炉,有较好的安全性。
图I冷凝式径向热管锅炉结构示意图。图2A-A剖视图。图3B-B剖视图。零部件编号径向热管锅炉本体I、燃烧机2、锅炉前盖3、组合式径向热管4、隔热筒5、空气预热径向热管6、锅炉外筒7、锅炉后盖8、电控柜9、真空泵10、前盖外壁3-1、隔热层3-2、前盖内壁3-3、前盖外周边3-4、外热管外筒4-1、外热管内筒4_2、内热管外筒4_3、内热管内筒4-4、热管前盖板4-5、热管前环形盖板4-6、热管前内筒盖板4-7、热管后盖板4-8、热管后环形盖板4-9、热管后内筒盖板4-10、组合式径向热管抽真空接嘴4-11、真空阀门4-12、出水管接嘴4-13、进水管接嘴4-14、烟道出口 4-15、组合式径向热管螺旋翅片
4-16、前后盖联接板片4-17、热水折流板4-18、A工质4-19、外筒5-1、隔热层5_2、内筒5_3、隔热筒螺旋翅片5-4、前环形盖板5-5、后环形盖板5-6、烟气出口 5-7、热管外筒6-1、热管内筒6-2、空气预热热管抽真空接嘴6-3、真空阀门6-4、空气预热热管外螺旋翅片6-5、冷凝水接嘴6-6、冷凝水阀门6-7、烟气出口 6-8、空气预热热管内螺旋翅片6-9、前盖板6_10、后盖板6-11、B工质6-12、锅炉外筒壁7-1、空气进口 7_2、空气出口 7_3、金属软管7_4、后盖外壁8_1、隔热层8_2、后盖内壁8_3、后盖外周边8_4。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本实用新型作进一步描述。[0025]从图I、图2、图3中可以看出,本冷凝式径向热管锅炉,包括径向热管锅炉本体I、电控柜9、真空泵10,它们之间通过电缆和导线连接。径向热管锅炉本体I包括燃烧机2、锅炉前盖3、组合式径向热管4、隔热筒5、空气预热径向热管6、锅炉外筒7、锅炉后盖8。电控柜9通过电缆和导线与燃烧机2、真空泵10和径向热管锅炉本体I各控制点传感器相联。燃烧机2通过法兰和螺栓固定在锅炉前盖3上,锅炉前盖3和锅炉后盖8均通过螺栓分别固定在组合式径向热管4的前后盖联接板片4-17上,组合式径向热管4与隔热筒5、空气预热径向热管6、锅炉外筒7之间均由螺旋翅片定位和支撑,金属软管7-4的一端通过法兰和螺栓与空气出口 7-3相联,另一端通过法兰和螺栓与燃烧机2相联。锅炉如盖3包括如盖外壁3_1、隔热层3_2、如盖内壁3_3、如盖外周边3_4 ;锅炉iu盖3里面填装隔热层3-2,锅炉如盖3外面由如盖外壁3_1、如盖内壁3_3、如盖外周边3_4焊接联接。组合式径向热管4包括外热管外筒4-1、外热管内筒4-2、内热管外筒4_3、内热管内筒4-4、热管前盖板4-5、热管前环形盖板4-6、热管前内筒盖板4-7、热管后盖板4-8、热管 后环形盖板4-9、热管后内筒盖板4-10、组合式径向热管抽真空接嘴4-11、真空阀门4-12、出水管接嘴4-13、进水管接嘴4-14、烟道出口 4-15、组合式径向热管螺旋翅片4_16、前后盖联接板片4-17、热水折流板4-18、A工质4-19 ;外热管外筒4_1、外热管内筒4_2和内热管外筒4-3、内热管内筒4-4环形空间和两端空间下半部充注A工质4-19,其中组合式径向热管抽真空接嘴4-11与真空阀门4-12之间为螺纹联接,其余构件之间为焊接联接。隔热筒5包括外筒5-1、隔热层5-2、内筒5_3、隔热筒螺旋翅片5_4、前环形盖板
5-5、后环形盖板5-6、烟气出口5-7,隔热筒5里面填装隔热层5_2,其余构件之间为焊接联接。空气预热径向热管6包括热管外筒6-1、热管内筒6-2、空气预热热管抽真空接嘴
6-3、真空阀门6-4、空气预热径向热管外螺旋翅片6-5、冷凝水接嘴6-6、冷凝水阀门6_7、烟气出口 6-8、空气预热径向热管内螺旋翅片6-9、前盖板6-10、后盖板6-11、B工质6_12 ;热管外筒6-1和热管内筒6-2之间下半部充注B工质6-12,其中空气预热热管抽真空接嘴6_3与真空阀门6-4之间为螺纹联接,冷凝水接嘴6-6与冷凝水阀门6-7之间为螺纹联接,其余构件之间为焊接联接。锅炉外筒7包括锅炉外筒壁7-1、空气进口 7-2、空气出口 7-3、金属软管7-4,金属软管7-4通过法兰、螺栓与空气出口 7-3联接,其余构件之间为焊接联接。锅炉后盖8包括后盖外壁8_1、隔热层8_2、后盖内壁8_3、后盖外周边8_4,锅炉后盖8内装填隔热层8-2,外面由后盖外壁8_1、后盖内壁8_3、后盖外周边8_4焊接联接。电控柜9是整个冷凝式径向热管锅炉的供电和控制中心。真空泵10在热管需抽真空时通过软管与组合式径向热管抽真空接嘴4-11和空气预热热管抽真空接嘴6-3相联。出水、回水温度、压力、烟气出口温度、预热空气温度、炉内真空度、两热管内蒸汽温度、压力、停炉时工质液位等重要的运行参数、安全参数的检测传感器都由电控柜9实现监控、显示、预警,实现根据用户需求按需供热的自动控制和自动运行。本冷凝式径向热管锅炉工作过程如下向组合式径向热管4和空气预热径向热管6内分别注入定量的相应工质,抽真空达到要求的真空度,热水循环泵启动,需加热的水经进水管接嘴4-14进入由外热管内筒4-2和内热管外筒4-3组成的环形腔内,并从折流板4-18下腔折流至上腔,经出水管接嘴4-13进入热水外系统。燃烧机2点火燃烧,烟气从组合式径向热管4的热管内筒4-4经烟道出口 4-15,沿组合式径向热管螺旋翅片4-16,在外热管外筒4-1和内筒5-3的环形空间内旋转流向烟气出口 5-7。此时组合式径向热管4内外左右全被高温烟气强烈加热,组合式径向热管4内的工质迅速大量蒸发,并沿水套内外左右壁面冷凝,放出冷凝热,迅速加热热水,同时烟气因大面积被工质蒸发吸热而迅速降温。烟气继续从烟气出口 5-7沿隔热筒螺旋翅片5-4在外筒5-1和热管内筒6-2之间的环形通道旋转流向烟气出口 6-8排出。在这过程中,烟气加热热管内筒6-2,内部工质吸热蒸发,使烟气温度降至露点以下,放出大量冷凝热,冷凝水沿壁下行,从冷凝水接嘴排出。工质蒸汽在热管外筒6-1冷凝放热。与此同时,由于燃烧机2的抽引,空气从进气口 7-2吸入,沿空气预热径向热管外螺旋翅片6-5在锅炉外筒壁7-1和热管外筒6-1间的环形腔内旋转 向前,被热管外筒6-1加热,从空气出口 7-3经金属软管7-4进入燃烧机2参与燃烧。
权利要求1.一种冷凝式径向热管锅炉,其特征在于它包括径向热管锅炉本体(I)、电控柜(9)、真空泵(10),它们之间通过电缆和导线连接;径向热管锅炉本体⑴包括燃烧机(2)、锅炉前盖(3)、组合式径向热管(4)、隔热筒(5)、空气预热径向热管(6)、锅炉外筒(7)、锅炉后盖(8);电控柜(9)通过电缆和导线与燃烧机(2)、真空泵(10)和径向热管锅炉本体⑴各控制点传感器相联;燃烧机(2)通过法兰和螺栓固定在锅炉前盖(3)上,锅炉前盖(3)和锅炉后盖(8)均通过螺栓分别固定在组合式径向热管(4)的前后盖联接板片(4-17)上,组合式径向热管(4)与隔热筒(5)、空气预热径向热管¢)、锅炉外筒(7)之间均由螺旋翅片定位和支撑,金属软管(7-4)的一端通过法兰和螺栓与空气出口(7-3)相联,另一端通过法兰和螺栓与燃烧机(2)相联。
2.按照权利要求I所述的冷凝式径向热管锅炉,其特征在于所述的锅炉前盖(3)包括ill盖外壁(3-1)、隔热层(3_2)、如盖内壁(3_3)、如盖外周边(3_4);锅炉如盖(3)里面填装隔热层(3-2),锅炉如盖(3)外面由如盖外壁(3_1)、如盖内壁(3_3)、如盖外周边(3_4)焊接联接。
3.按照权利要求I所述的冷凝式径向热管锅炉,其特征在于所述的组合式径向热管(4)包括外热管外筒(4-1)、外热管内筒(4-2)、内热管外筒(4-3)、内热管内筒(4-4)、热管前盖板(4-5)、热管前环形盖板(4-6)、热管前内筒盖板(4-7)、热管后盖板(4-8)、热管后环形盖板(4-9)、热管后内筒盖板(4-10)、组合式径向热管抽真空接嘴(4-11)、真空阀门(4-12)、出水管接嘴(4-13)、进水管接嘴(4-14)、烟道出口(4_15)、组合式径向热管螺旋翅片(4_16)、如后盖联接板片(4_17)、热水折流板(4_18)、A工质(4-19);外热管外筒(4-1) >外热管内筒(4-2)和内热管外筒(4-3)、内热管内筒(4-4)环形空间和两端空间下半部充注A工质(4-19),其中组合式径向热管抽真空接嘴(4-11)与真空阀门(4-12)之间为螺纹联接,其余构件之间为焊接联接。
4.按照权利要求I所述的冷凝式径向热管锅炉,其特征在于所述的隔热筒(5)包括外筒(5-1)、隔热层(5-2)、内筒(5-3)、隔热筒螺旋翅片(5-4)、前环形盖板(5_5)、后环行盖板(5-6)、烟气出口(5-7),隔热筒(5)里面填装隔热层(5-2),其余构件之间为焊接联接。
5.按照权利要求I所述的冷凝式径向热管锅炉,其特征在于所述的空气预热径向热管(6)包括热管外筒(6-1)、热管内筒(6-2)、空气预热热管抽真空接嘴(6-3)、真空阀门(6-4)、空气预热径向热管外螺旋翅片¢-5)、冷凝水接嘴¢-6)、冷凝水阀门¢-7)、烟气出口(6-8)、空气预热径向热管内螺旋翅片(6-9)、前盖板(6-10)、后盖板(6-11)、B工质(6-12);热管外筒(6-1)和热管内筒(6-2)之间下半部充注B工质(6_12),其中空气预热热管抽真空接嘴(6-3)与真空阀门(6-4)之间为螺纹联接,冷凝水接嘴(6-6)与冷凝水阀门(6-7)之间为螺纹联接,其余构件之间为焊接联接。
6.按照权利要求I所述的冷凝式径向热管锅炉,其特征在于所述的锅炉外筒(7)包括锅炉外筒壁(7-1)、空气进口(7-2)、空气出口(7-3)、金属软管(7-4),金属软管(7_4)通过法兰、螺栓与空气出口(7-3)联接,其余构件之间为焊接联接。
7.按照权利要求I所述的冷凝式径向热管锅炉,其特征在于所述的锅炉后盖(8)包括后盖外壁(8_1)、隔热层(8_2)、后盖内壁(8_3)、后盖外周边(8_4),锅炉后盖⑶内装填隔热层(8-2),外面由后盖外壁(8-1)、后盖内壁(8-3)、后盖外周边(8-4)焊接联接。
专利摘要本实用新型公开了一种冷凝式径向热管锅炉,包括径向热管锅炉本体(1)、电控柜(9)、真空泵(10),它们之间通过电缆和导线连接。径向热管锅炉本体(1)包括燃烧机(2)、锅炉前盖(3)、组合式径向热管(4)、隔热筒(5)、空气预热径向热管(6)、锅炉外筒(7)、锅炉后盖(8),它们之间通过法兰和螺栓连接。其特点为1.径向热管传热速度快,热流密度大,换热效率高,体积小。2.专设空气预热径向热管,充分吸收烟气显热和冷凝余热,大幅提高锅炉效率。3.径向热管锅炉与真空锅炉相似,承压水不直接与高温烟气接触,为常压锅炉,安全性好。
文档编号F24H1/26GK202630370SQ20122004980
公开日2012年12月26日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者朱杰, 朱宝泉 申请人:朱杰, 朱宝泉